[发明专利]SiC晶体切片设备及切片方法

说明书

本发明提供了一种SiC晶体切片设备及切片方法，所述SiC晶体切片设备包括一激光源与一支撑台，所述激光源用于发出多束激光，所述支撑台用于支撑待切片的SiC锭；每束所述激光分别聚焦到所述SiC锭内的不同深度的位置处，激光照射的地方SiC分解为Si与C，从而易于将SiC切片从SiC锭上分离，提高切片的速率；并且由于激光源同时提供多束激光，能够同时照射同一SiC锭内不同深度的不同位置，从而实现多片SiC切片的照射，达到节约照射时间的目的，在一定程度上提高了切片的效率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种SiC晶体切片设备及切片方法。

背景技术

碳化硅(SiC)作为第三代宽带隙半导体的代表材料之一具有优良的物化性能，与第一代半导体硅(Si)和第二代半导体砷化钙(GaAs)等单晶材料相比，具有禁带宽度大、热导率高、载流子饱和迁移速率大，临界击穿场强高和相对介电常数低等诸多优异的性质。基于这些优良的特性，碳化硅材料是制备高温电子器件、高频大功率器件更为理想的材料。特别是在极端条件和恶劣条件下应用时，SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件。在光电子领域，相对传统衬底材料Si与蓝宝石，SiC晶格及热适配更小，用SiC衬底制作的LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)性能远优于蓝宝石衬底。

随着SiC单晶生长技术的日趋成熟，如何获得具有完美表面的SiC单晶片成为材料应用的关键技术之一。为了制造高性能的SiC电子器件，要求晶片晶格完整，具有平整度极高的无损伤超平滑表面，且无晶向偏差。因为即使表面存在微小缺陷，都将破坏晶体材料的表面性能，甚至导致结晶构造的变化，影响器件的电学性能。

现有技术中，SiC单晶片的获得一般包括以下步骤：首先提供SiC锭，所述SiC锭一般为圆柱形，例如厚度为20mm、截面为4英寸的圆柱体；对所述SiC锭进行线锯切割(Wiresaw slicing)形成SiC切片，例如形成厚度为350um的SiC切片；对所述SiC切片进行研磨、抛光以及刻蚀，最终形成4英寸的SiC单晶片。

但是由于SiC锭的硬度比较高，线锯切割获得一片4英寸的SiC切片一般需要花费2小时，获得一片6英寸的SiC切片一般需要花费3小时，然后对SiC切片进行研磨、抛光以及刻蚀也会花费大量的时间，并且同时还需要对切割之后剩余的SiC锭进行研磨，现有技术中SiC单晶片的制作方法相当耗时并且效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiC晶体切片设备及切片方法，提高SiC晶体的切片效率，节省切片时间。

本发明的技术方案是一种SiC晶体切片设备，包括一激光源与一支撑台，所述激光源用于发出多束激光，所述支撑台用于支撑待切片的SiC锭；每束所述激光分别聚焦到所述SiC锭内的不同深度的位置处。

进一步的，还包括多个凸透镜与多个平面镜，位于每束激光的光路上，用于调节所述激光的方向以及焦点。

进一步的，不同的所述深度呈倍数增加，并且最小的所述深度为期望的SiC切片的厚度。

进一步的，所述激光源发出三束激光。

进一步的，所述激光为绿激光。

进一步的，所述激光的波长为430nm。

相应的，本发明还提供一种SiC晶体切片方法，采用上述的SiC晶体切片设备对SiC锭进行切片。

进一步的，通过凸透镜以及平面镜调节激光的方向以及激光的焦点，使得每束激光聚焦到SiC锭内的不同深度位置处。

进一步的，不同的所述深度呈倍数增加，并且最小的所述深度为期望的SiC切片的厚度。

进一步的，通过支撑台的旋转或移动使每束激光在焦点所在的SiC锭的平面内移动，使得所述平面内的SiC分解为Si与C。